Referat iz biologije

Matične stanice

1

Sadržaj:

1. Uvod ................................................................................................................................. 3

2. Razrada ............................................................................................................................. 4

2.1. Karakteristike matičnih stanica ............................................................................ 4

2.2. Vrste matičnih stanica ........................................................................................... 5

2.3. Liječenje matičnim stanicama ............................................................................... 6

2.4. Istraživanja matičnih stanica .................................................................................. 7

3. Sažetak .............................................................................................................................. 8

4. Popis literature .................................................................................................................. 9

2

1. Uvod

Matične stanice biološke su stanice svim višestaničnim organizmima koje se dijele mitozom, diferenciraju u različite specijalizirane stanice te imaju sposobnost samoobnavljanja. Samoobnavljanje je ograničeno, pa one nakon nekog vremena odumiru. Kod sisavaca postoje više vrsta matičnih stanica – embrionalne, odrasle te stanice iz pupkovine. Tri su izvora autolognih1 odraslih matičnih stanica – koštana srž, masno tkivo te krv. Najdostupnije su hematopoetske matične stanice koje se nalaze u koštanoj srži. U organizmu ih ima od nekoliko pa do nekoliko milijuna. Dioba se odvija otprilike svakih pet dana te imaju oko tristotinjak mitoza tijekom života. Morfološki vrlo sliče limfocitima koštane srži, pa ih je teško razlikovati. Od pluripotentne2 matične stanice nastaju sve stanice krvi, to jest eritrociti, leukociti, trombociti i limfociti. Prvi korak specijalizacije matične stanice je slučajan, dok je svaki drugi korak usmjeren mikrookruženjem3 sve do konačne uloge.

Sl. 1 – Ljudska matična stanica

1 Vlastitih2 Sa velikim razvojnim potencijalom3 Čimbenici u neposrednom okruženju

3

2. Razrada2.1. Karakteristike matičnih stanicaMatične stanice definirane su sa dvije karakteristike:

1. Sposobnost samoobnavljanja, to jest sposobnost prolaska kroz nekoliko krugova diobe stanica, a da pri tom zadržavaju nediferencirano stanje. Postoje dva procesa koji održavaju određeni broj stanica:

Asimetrična dioba – mehanizam diobe matične stanice u kojoj nastaju dvije stanice kćeri, od kojih je jedna identična stanici majci, a druga diferencirana.

Stohastička diferencijacija – matična stanica razvije dvije diferencirane stanice kćeri, od kojih jedna prolazi kroz mitozu proizvodeći dvije stanice identične originalnoj stanici.

2. Svojstvo potencijala za diferencijaciju u određeni tip stanice. Stanice mogu biti:

Totipotentne - matične stanice koje imaju najveći razvojni potencijal te mogu diferencirati u embrionske i ekstraembrionske tipove stanica. One su proizvedene stapanjem jajne stanice i spermija te mogu stvoriti potpun i održiv organizam. Stanice nastale nakon prvih nekoliko dioba također su totipotentne.

Pluripotentne - matične stanice koje su potomci totipotentnih stanica. One mogu nastati iz bilo kojeg zametnog sloja te diferencirati u gotovo sve tipove stanica.

Multipotentne - matične stanice koje mogu stvoriti širok spektar stanica, ali samo onih koje su blisko povezane sa obitelji stanica.

Oligopotentne - matične stanice koje mogu diferencirati u samo nekoliko vrsta stanica, kao na primjer limfoidne i mijeloidne matične stanice.

Unipotentne - matične stanice koje mogu stvoriti samo jedan tip stanica, to jest njihov vlastiti, ali imaju sposobnost samoobnavljanja što ih razlikuje od nematičnih stanica.

Sl. 2 – Razvojni potencijali embrionalnih matičnih stanica

4

2.2. Vrste matičnih stanicaPrema izvorima, matične stanice mogu se svrstati u nekoliko kategorija:

1. Embrionalne matične stanice

Embrionalne matične stanice gotovo se neograničeno umnožavaju te se mogu specijalizirati u bilo koji tip stanica u našem tijelu. Dobivaju se iz zametka otprilike pet dana nakon oplodnje, to jest u stadiju blastociste na taj način da se dio presadi u Petrijevu zdjelicu te se u laboratorijskim uvjetima nastavi umnožavanje u nespecijaliziranom obliku. One su dosad dale najviše obećavajućih rezultata jer stanice nastale terapijskim kloniranjem3 embrija ne uzrokuju imunološku reakciju organizma kod transplantacije. No, njihova uporaba izaziva mnogo etičkih pitanja i dilema jer je zametak nakon prikupljanja stanica, potrebno žrtvovati, pa se stoga znanstvenici okreću istraživanju preostalih tipova matičnih stanica.

2. Odrasle matične stanice

Odrasle matične stanice nalazimo kod odraslih osoba, nešto rjeđe i kod djece. One imaju ograničeniji spektar specijaliziranih stanica koje mogu od njih nastati. Na primjer, matične stanice mozga su usmjerene na proizvodnju samo moždanih stanica, pa ih nazivamo multipotentnima jer iz njih nastaje samo mali broj tipova specijaliziranih stanica. Kod matičnih stanica kože nastaje samo jedan tip, a to svojstvo se naziva unipotentnost. Jedna od vrsta odraslih matičnih stanica su hematopoezne stanice, to jest one koje proizvode krv te stanice imunološkog sustava. Također, postoje još mezenhimanle matične stanice koje se nalaze u mišićima, kostima i drugim organima te imaju sposobnost izgradnje mnogo različitih tipova tkiva. Tijekom vremena one gube svoju vitalnost.

3. Matične stanice iz krvi pupkovine

„Neonatalne“ matične stanice smatraju se predhodnicama odraslih matičnih stanica zbog manje zrelosti (određenosti). Njihova velika prednost je jednostavno je prikupljanje kod poroda bez opasnosti za majku i dijete te jednostavno spremanje u tekućem dušiku na pri temperaturi od -196 ºC. Kao i kod stanica dobivenih terapijskim kloniranjem, njihovo vraćanje u organizam ne uzrokuje obrambene reakcije imunološkog sistema. Iako su matične stanice iz pupkovine vrlo slične hematopoetskim matičnim stanicama, dokazano je da transdiferencijacijom iz njih mogu nastati i drugi tipovi stanica koji ne pripadaju krvi.

5

Sl. 3 - Matične stanice ljudskog embrija Sl. 4 – Odrasla matična stanica A – Nediferencirane stanice B – Neuronska stanica

2.3. Liječenje matičnim stanicamaVjeruje se da matične stanice imaju potencijal za dramatične promjene u liječenju nekih bolesti. U zadnjih nekoliko godina, nova tehnološka dostignuća omogućila su obnavljanje oštećenih tkiva time započevši novu regenerativnu medicinu. Znanstvenici predviđaju razvitak tehnologije temeljene na matičnim stanicama koje će moći izliječiti mnoge bolesti, uključujući rak, Parkinsonovu bolest i tako dalje. Međutim, kod liječenja bi mogao postojati rizik od mutacije te formiranje tumora kada bi matične stanice postale kancerogene zbog daljnih dioba.

Kada oboljele osobe prime stanice koje nisu njihove, to jest kada je postoji donator stanica, tretman se naziva alogeni. Pacijenti se ne mogu liječiti bilo čijim matičnim stanicama, već one moraju proći test kompatibilnosti. Da bi liječenje bilo potpuno uspješno te da ne bi došlo do reakcije imunološkog sustava, to jest odbacivanja, alogene transplantacije moraju biti praćene određenim lijekovima. Iz tog razloga se, kada postoji mogućnost, provode tako zvane autologn transplantacije, kada pacijent prima svoje vlastite matične stanice. Tada je veća vjerojatnost da će ih organizam prihvatiti. Sačuvane matične stanice iz pupkovine vrlo često mogu biti podudarne te ih mogu koristiti najbliži rođaci poput braće i sestara donora.

Matičnim stanicama mogu se tretirati mnoge maligne bolesti poput leukemije (akutne, kronične i mijeloične), mijelodiplastičnog sindroma, neuroblastoma i tako dalje. Benigne bolesti liječene matičnim stanicama su Blackfan-Diamondov sindrom, Kostmanov sindrom, Gutherova bolest, kongenitalna diskeratoza, adrenoleukodistrofija i mnoge druge.

6

2.4. Istraživanja matičnih stanicaPojam matičnih stanica prvi put u povijesti je upotrijebljen 1908. godine na kongresu hematološkog društva u Berlinu od strane ruskog znanstvenika Alexandra Maksimova te je pretpostavljao postojanje hematopoetskih stanica. Nešto intenzivnije istraživanje počelo je 60-ih godina 20. stoljeća, a na tom polju najviše su se istaknuli kanadski znanstvenici Ernest A. McCulloch i James E. Till koji su dokazali svojstvo samoobnove stanica koštanog tkiva kod miševa. 1968. godine prvi put je uspješno obavljena transplantacija koštane srži. Nekoliko godina kasnije dokazano je postojanje hematopoetskih stanica u pupkovini. 1981. godine Martin Evans uveo je pojam embrionalne matične stanice dok je 1998. godine James Thomson uspio izolirati i održati embrionalne matične stanice u kulturi. 2001. godine uspješno je kloniran rani ljudski embrio u svrhu stvaranja embrionalnih matičnih stanica. 2005. Otkrivena je treća vrsta matičnih stanica iz pupkovine dok su godinu dana kasnije stvorene umjetne stanice jetre pomoću matičnih stanica pupkovine. Postoji još mnogo drugih bitnih otkrića na području matičnih stanica te se istraživanja vrše još danas i nastavit će se u budućnosti te prema vjerovanjima znantvenika stvoriti potpuno novu granu medicine.

No, oko istraživanja matičnih stanica veže se mnogo kontroverza zbog tehnike i upotrebe tih stanica. Istraživanje embrionalnih matičnih stanica osobito je kontroverzno zbog kloniranja i uništavanja ljudskog zametka. Neki znanstvenici ipak smatraju je potrebno nastaviti takva istaživanja jer bi otkrića novih tehnologija mogla imati veliki značaj za medicinu. Pro-life pobornici, to jest pobornici pokreta za ljudski život žestoko se protive tome smatrajući da je svaki embrij živo biće te da ne možda samo tako uništavati. Vlade mnogih država svijeta zakonski reguliraju ovakva istraživanja, stoga je u puno zemalja zabranjeno financiranje istraživanja iz državnog proračuna u kojem se stvaraju te uništavaju ljudski embriji.

Sl. 5 – Liječenje matičnim stanicama

7

3. SažetakMatične stanice su biološke stanice koje se nalaze u svim višestaničnim organizmima sa sposobnošću diferencijacije, specijalizacije i samoobnove. Kod sisavaca postoji više vrta matičnih stanice: embrionalne koje se mogu dobiti iz zametka te se specijalizirati u bilokoji tip stanica, zatim odrasle stanice koje imaju ograničeniji spektar specijalizacije te stanice iz pupkovine koje se smatraju predhodnicima odraslih matičnih stanica. bitno svojstvo matičnih stanica također je potencijal za specijalizaciju, pa prema tome stanice mogu biti totipotentne, pluripotentne, multipotentne, oligopotentne te unipotentne. Zbog svojih svojstava koriste se za liječenje mnogih benignih te malignih bolesti unošenjem u organizam. Istraživanje područja matičnih stanica provodi se dugi niz godina te će se nastaviti zbog bitnih otkriža važnih za medicinu. Neka istraživanja su također popraćena mnogim kontroverzama zbog kloniranja i uništavanja ljudskog embrija.

8

4. Popis literature

http://en.wikipedia.org/wiki/Stem_cell

http://hr.wikipedia.org/wiki/Mati%C4%8Dne_stanice

http://metro-portal.hr/maticne-stanice-su-put-do-izljecenja-teskih-bolesti-danasnjice/4388

http://www.buzzle.com/articles/what-are-stem-cells.html

http://www.urbancult.hr/Content/Article.aspx?id=2562

http://znanost.geek.hr/clanak/maticne-stanice-velika-su-nada-medicine/

9